于其飛 張 超

（聊城大學(xué) 建筑工程學(xué)院， 山東 聊城 252000）

0 引言

墻體鉆孔是人們進行裝飾裝修、建筑作業(yè)、建筑設(shè)施維修維護等的常用作業(yè)方式之一，人們在家裝當中必然會遇到，而在某些建筑物、路橋設(shè)施等加固維修中更是占據(jù)著重要地位。鉆孔方式方法的科學(xué)與否則事關(guān)整個設(shè)施的整體外部效果以及安全效果。而注漿則是指向孔洞或者縫隙當中注入漿液，待漿液固化之后則可起到堵漏、防滲、加固的作用，從而改善施工對象的物理機能。

現(xiàn)代城市建筑多采用框架結(jié)構(gòu)，只要不破壞柱和梁的承重體系，對墻體的相關(guān)施工不會影響到建筑物的安全系數(shù)。但絕大多數(shù)的農(nóng)村建筑、農(nóng)民住宅以及上世紀現(xiàn)存的城市建筑則為無圈梁構(gòu)造柱的砌體結(jié)構(gòu)，其安全系數(shù)較低，面對地震、強風等的自然災(zāi)害會喪失結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，嚴重影響居民的人身以及財產(chǎn)安全。08年汶川大地震后，全面的既有建筑的抗震加固項目開始啟動，建筑物的抗震等級規(guī)范要求有所上調(diào)。對這些既有建筑的傳統(tǒng)加固方式為外加圈梁和構(gòu)造柱，而這種方式則存在著種種缺點：施工困難、施工成本較高、加固效果不明顯、影響建筑物的整體性等等。對于既有建筑的加固難題，急需一種新技術(shù)新方案的提出，這也是本次項目研究的意義所在。

1 對砌體結(jié)構(gòu)進行加固的原因

1.1 本身物理力學(xué)性能的不足

砌體結(jié)構(gòu)，又稱磚石結(jié)構(gòu)，其有許多優(yōu)點：容易就地取材，來源方便，價格低廉；在進行砌筑時不需要特殊的設(shè)備和模具，節(jié)約成本；冬季施工時不需要特殊的保溫措施，節(jié)能效果明顯等等。這些優(yōu)點使得砌體結(jié)構(gòu)在某些地區(qū)的使用尤為普遍。但隨著鋼筋混凝土的興起，后者在性能方面遠超前者，砌體的強度較低，構(gòu)件的截面尺寸較大，材料耗用較多；砌體的施工方式多為手工，勞動力耗用較多而且工作效率不高；砌體的抗壓強度不能充分發(fā)揮，抗彎能力低；與鋼筋混凝土相比，砌體的抗剪、抗壓強度都較低，因而在使用上受到很大限制。

1.2 抵抗自然災(zāi)害的迫切要求

近年來自然災(zāi)害頻發(fā)對建筑的抗災(zāi)害能力提出了新要求。在汶川地震過后，人們看到了建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的重要性，有關(guān)部門將各地區(qū)的建筑物的抗震等級上調(diào)。而現(xiàn)存的無圈梁的砌體房屋住宅延性性能極差，基本上可以說是“一震就倒”，在某些天氣條件惡劣的地區(qū)，也極有可能經(jīng)受不住狂風暴雨的考驗。隨著時代的發(fā)展，人們對于自己生活工作的建筑物的耐用性和安全性提出了更高的要求，抵御自然災(zāi)害的能力成為人們選擇房屋建筑物的重要標準。因此對于既有砌體結(jié)構(gòu)房屋的加固處理迫在眉睫。

2 對砌筑墻體的加固的一般做法

2.1 砌體結(jié)構(gòu)的直接加固方法

2.1.1 扶壁柱加固

對原砌體墻面結(jié)構(gòu)增設(shè)混凝凝土扶壁柱，其與鋼筋混凝土外加層加固方法相近，但因其承載力提高有限，故較難滿足抵抗地質(zhì)災(zāi)害的要求，尤其是地震災(zāi)害，此法一般僅在非地震區(qū)應(yīng)用，屬于加大截面加固法的一種。

2.1.2 外加鋼筋混凝土層加固

其法施工流程簡單易操作，承載力將會得到較大改善。但此加固方法會對人們的生產(chǎn)和生活造成一定影響，并且現(xiàn)場的濕作業(yè)時間長，加固后會使建筑物的使用空間變小，屬于復(fù)合截面加固法的一種。

2.1.3 外加鋼筋水泥砂漿層加固

該法的具體做法是把砌體磚墻的表面除去粉刷層后，在磚墻兩面附設(shè)φ 4-8mm 的鋼筋網(wǎng)片，之后抹水泥砂漿面層的加固方法。此法操作簡便，但承載力的提高不如外加鋼筋混凝土外加層法。

2.2 砌體結(jié)構(gòu)的間接加固方法

2.2.1 撐桿預(yù)應(yīng)力加固法

該法是利用柱角的加固角鋼和箍板或預(yù)應(yīng)力拉桿固定，通過加熱箍板或張拉拉桿產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，使構(gòu)件在三軸受壓情況下提高其承載力的方法。它具有不增加柱截面、不會影響平面視覺效果、節(jié)約鋼材、有利于抗震、加固費用低的優(yōu)點。對于高應(yīng)力、高應(yīng)變的砌體結(jié)構(gòu)的加固效果明顯。但此法會嚴重影響建筑物的立面效果和整理美觀性，造成建筑物使用空間的改變，會給人們的工作和生活帶來不便。

2.2.2 無粘結(jié)外包型鋼加固法

該法是將角鋼用水泥砂漿固定在承重砌體磚柱的各個側(cè)面，將角鋼和綴板焊接成整體，用水泥漿覆蓋以有效的保護角鋼。此法施工操作簡便、工程的工期短，承載能力強。但其施工費用較高，抗震能力不強。

2.3 砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造性加固方法

2.3.1 砌體結(jié)構(gòu)的局部拆卸替換

當砌體結(jié)構(gòu)發(fā)生局部破壞但尚未影響主體承重結(jié)構(gòu)時，可將破壞的部分結(jié)構(gòu)拆除，而以高強度砂漿和相應(yīng)的砌體將該破壞結(jié)構(gòu)修復(fù)，并以此提高其物理性能。

2.3.2 增設(shè)圈梁、構(gòu)造柱

當建筑物的縱橫墻交界處有明顯的缺陷，或者房屋的整體性較差且承載能力有限時，可對該砌體建筑采用增設(shè)圈梁、構(gòu)造柱的加固方法。

3 砌筑墻體鉆孔注漿加固法的探析

砌體鉆孔注漿加固的方法能夠有效地解決上述加固方法的缺點，不會對建筑物的結(jié)構(gòu)造成破壞，能夠在不改變砌體房屋結(jié)構(gòu)的情況下，提高砌體結(jié)構(gòu)的物理性能，極大的減小了對人們工作生活的影響，而且工期較短，造價較低。

3.1 相關(guān)施工參數(shù)、材料等的確定

該法施工對象的要求如下：墻體厚度不低于 240mm，砌筑磚的強度不能低于MU5.0，砌筑砂漿強度不低于 M1.0。在進行施工前，需根據(jù)建筑物的具體情況進行專業(yè)的加固評估鑒定，確定施工中注漿芯柱孔以及暗圈梁的具體位置，還可根據(jù)不同地區(qū)發(fā)生相關(guān)自然災(zāi)害的不同而選擇相應(yīng)的加固布設(shè)方案。根據(jù)加固砌體的具體情況選擇相應(yīng)的孔徑大小、灌注砂漿強度、鋼筋的強度等等。

3.1.1 鉆孔芯柱以及暗圈梁的位置確定

鉆孔芯柱應(yīng)該布設(shè)在較長墻體的中間部位、墻體的交叉部位、大洞口兩側(cè)等的較重要部位。而暗圈梁應(yīng)設(shè)置在承重墻體內(nèi)樓板下方 100mm-200mm處，圈梁需兩端部相交或相接（交圈），較高的墻體中間部位也可設(shè)置暗圈梁以提高其穩(wěn)定性。

3.1.2 鉆孔直徑大小的確定

鉆孔直徑的確定需保證不對原有墻體產(chǎn)生破壞，它的確定與原墻體的厚度、強度息息相關(guān)，灌注芯柱直徑的具體選擇方法如下：當砌筑墻體厚度為240mm時，孔徑要為 75mm-100mm；當砌筑墻體的厚度為 370mm時，孔徑要求為100mm-150mm，其與墻體的強度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。暗圈梁鉆孔直徑的具體選擇方法如下：當砌筑墻體厚度為240mm時，孔徑要求50mm-80mm; 當砌筑墻體的厚度為 370mm時，孔徑要求為 80mm-120mm,同樣其與墻體的強度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系。

3.1.3 鋼筋的確定

鋼筋的選擇要求直徑為12mm-16mm，應(yīng)采用Ⅱ級及以上的螺紋鋼，灌注芯柱和暗圈梁內(nèi)設(shè)置單根鋼筋，鋼筋的連接方式宜采用直螺紋連接。直螺紋連接，接頭強度高，經(jīng)濟環(huán)保，應(yīng)用范圍廣，連接過程不受工人素質(zhì)的影響，性能穩(wěn)定。

3.1.4 灌注砂漿的確定

砂漿應(yīng)選擇M30以上的高強度聚合物砂漿，砂漿因加有多種高分子聚合物改性劑、膠粉及抗裂纖維。因此具有良好的施工和易性、粘接性、抗?jié)B性、抗剝落性、抗凍融性、抗碳化性、抗裂性、鋼筋阻銹性能并具有高強度等性能。

3.2 施工方法提要

3.2.1 準備階段

芯柱的施工應(yīng)建立A型簡易鉆塔作為施工平臺，暗圈梁水平鉆孔支架宜采用鋁合金管鎖扣管搭成整體支架，并與墻體用螺栓進行剛性連接，如圖 1所示。施工的流程為：芯柱鉆孔→芯柱穿筋→芯柱孔內(nèi)注漿→暗圈梁鉆孔→暗圈梁穿筋→暗圈梁孔內(nèi)注漿。

圖1 A型簡易鉆塔（左）、暗圈梁水平鉆操作平臺（右）

3.2.2 施工階段

開孔時應(yīng)遵循輕壓、慢轉(zhuǎn)、中泵量的原則操作，用300mm的短巖芯管鉆頭，深度達到500mm后，必須進行檢測，若出現(xiàn)偏差，則需立刻采取糾偏措施。正常鉆進的過程中，操作人員應(yīng)謹慎操作，每行進3m需做一次檢測，以保證鉆孔的質(zhì)量。若遇砌體墻中有雜質(zhì)阻礙鉆頭的行進或造成鉆頭的極大磨損，應(yīng)采取慢轉(zhuǎn)、輕壓、大泵量的原則行進鉆頭，掃清障礙。

穿筋之前需采用儀器將鉆孔清理干凈，通過定位圓環(huán)使鋼筋居中。注漿時，將芯柱的上端封堵，將暗圈梁的一端封堵，操作注漿裝置注漿。注漿導(dǎo)入管道應(yīng)始終保持在漿體表面一下，保證漿體中無氣泡的殘留。注漿速度應(yīng)從高速開始，當傾注即將完成時轉(zhuǎn)為低速高壓傾注。

4 結(jié)語

增強建筑物的穩(wěn)定性、耐久性，增強其抵御自然災(zāi)害的能力，使人民的生命財產(chǎn)有所保障是我們每一個土木人不懈的追求。我們應(yīng)不斷探索建筑結(jié)構(gòu)加固的新方法，不斷推動我國偉大的建筑事業(yè)向前發(fā)展。

[1]謝振.翟傳春.建筑砌體加固方法. 科技信息.2009

[2]GB50003-2011，砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范.2011

[3]JGJ116-2009，建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程.2009

[4]邢其榮.邵成剛.淺談砌體加固的施工.建筑工程.2016

[5]范 曉.磚砌體房屋抽墻加固方案.寧波大學(xué)學(xué)報.2005

[6]郝建波.既有建筑改造工程結(jié)構(gòu)加固技術(shù)研究.建筑知識.2016